材料的烧结----液相烧结
2019-01-07 07:51:19
液相烧结：凡是有液相参与的烧结过程称为液相烧结。液相烧结的主要传质方式有：流动传质、溶解-沉淀传质等。
1、液相烧结的特点
液相烧结与固态烧结的共同之点是烧结的推动力都是表面能；烧结过程也是由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。不同点是：由于流动传质速率比扩散快，因而液相烧结的致密化速率高，可使坯体在比固态烧结温度低得多的情况下获得致密的烧结体。此外，液相烧结过程的速率与液相的数量、液相性质（粘度、表面张力等）、液相与固相的润湿情况、固相在液相中的溶解度等有密切的关系。
2、流动传质
粘性流动：在高温下依靠粘性液体流动而致密化是大多数硅酸盐材料烧结的主要传质过程。在液相烧结时，由于高温下粘性液体(熔融体)出现牛顿型流动而产生的传质称为粘性流动传质(或粘性蠕变传质)。
粘性流动初期的传质动力学公式：式中 r为颗粒半径；x为颈部半径；η为液体粘度；γ为液-气表面张力，t为烧结时间。
适合粘性流动传质全过程的烧结速率公式：
式中θ为相对密度。
塑性流动：当坯体中液相含量很少时，高温下流动传质不能看成是纯牛顿型流动，而是属于塑性流动类型。也即只有作用力超过其屈服值(f)时，流动速率才与作用的剪切应力成正比。此时传质动力学公式改变为:
式中 η是作用力超过f时液体的粘度；r为颗粒原始半径。
3、溶解 - 沉淀传质
在有固液两相的烧结中，当固相在液相中有可溶性，这时烧结传质过程就由部分固相溶解，而在另一部分固相上沉积，直至晶粒长大和获得致密的烧结体。发生溶解-沉淀传质的条件有：（1）显著数量的液相；（2）固相在液相内有显著的可溶性；（3）液体润湿固相。
溶解-沉淀传质过程的推动力仍是颗粒的表面能，只是由于液相润湿固相，每个颗粒之间的空间都组成了一系列的毛细管，表面张力以毛细管力的方式便颗粒拉紧。固相颗粒在毛细管力的作用下，通过粘性流动或在一些颗粒间的接触点上由于局部应力的作用而进行重新排列，结果得到了更紧密的堆积。
溶解-沉淀传质根据液相数量的不同可以有Kingery模型(颗粒在接触点处溶解，到自由表面上沉积)或LSW模型(小晶粒溶解至大晶粒处沉淀)。其原理都是由于颗粒接触点处(或小晶粒)在液相中的溶解度大于自由表面(或大晶粒)处的溶解度，通过液相传递而导致晶粒生长和坯体致密化。Kingery运用与固相烧结动力学公式类似的方法，并作了合理的分析导出了溶解-沉淀过程的收缩率为：式中 ⊿ρ为中心距收缩的距离；K为常数；γLV为液-气表面张力；D为被溶解物质在液相中的扩散系数；δ为颗粒间液膜的厚度；C0为固相在液相中的溶解度；V0为液相体积；r为颗粒起始粒度；t为烧结时间。
材料的烧结----烧结的基本概念
2019-01-07 07:51:19
根据烧结粉末体所出现的宏观变化提出了烧结的宏观定义，一种或多种固体（金属、氧化物、氮化物、粘土……）粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。为了揭示烧结的本质提出了烧结的微观定义，由于固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。
烧结与烧成。烧成包括多种物理和化学变化。例如脱水、坯体内气体分解、多相反应和熔融、溶解、烧结等。而烧结仅仅指粉料成型体在烧结温度下经加热而致密化的简单物理过程，显然烧成的含义及包括的范围更宽，一般都发生在多相系统内。而烧结仅仅是烧成过程中的一个重要部分。
烧结和熔融。烧结是在远低于固态物质的熔融温度下进行的。烧结和熔融这两个过程都是由原子热振动而引起的，但熔融时全部组元都转变为液相，而烧结时至少有一个组元是处于固态的。
烧结与固相反应。这两个过程均在低于材料熔点或熔融温度之下进行的。并且在过程的自始至终都至少有一相是固态。两个过程的不同之处是固相反应必须至少有两个组元参加（如A和B），并发生化学反应，最后生成化合物AB。AB的结构与性能不同于A与B。而烧结可以只有单组元，或者两组元参加，但两组元之间并不发生化学反应。仅仅是在表面能驱动下，由粉末体变成致密体。从结晶化学观点看，烧结体除可见的收缩外，微观晶相组成并未变化，仅仅是晶相显微组织上排列致密和结晶程度更完善。
材料的烧结----固相烧结
2019-01-07 07:51:19
固相烧结：固态烧结的主要传质方式有：蒸发-凝聚、扩散传质等。
1、 蒸发-凝聚传质
蒸发-凝聚传质时在球形颗粒表面有正曲率半径，而在两个颗粒联接处有一个小的负曲率半径的颈部，根据开尔文公式可以得出，物质将从饱和蒸气压高的凸形颗粒表面蒸发，通过气相传递而凝聚到饱和蒸气压低的凹形颈部，从而使颈部逐渐被填充。球形颗粒接触面积颈部生长速率关系式:
蒸发-凝聚传质的特点是烧结时颈部区域扩大，球的形状改变为椭圆，气孔形状改变，但球与球之间的中心距不变，也就是在这种传质过程中坯体不发生收缩，即⊿L/L0 =0。气孔形状的变化对坯体一些宏观性质有可观的影响，但不影响坯体密度。
2、 扩散传质
在大多数固体材料中，由于高温下蒸气压低，则传质更易通过固态内质点扩散过程来进行。在颗粒的不同部位空位浓度不同，颈部表面张应力区空位浓度大于晶粒内部，受压应力的颗粒接触中心空位浓度最低。系统内不同部位空位浓度的差异对扩散时空位的漂移方向是十分重要的。扩散首先从空位浓度最大的部位(颈部表面)向空位浓度最低的部位(颗粒接触点)进行，其次是颈部向颗粒内部扩散。空位扩散即原子或离子的反向扩散。因此，扩散传质时，原子或离子由颗粒接触点向颈部迁移，达到气孔充填的结果。
扩散传质初期动力学公式：
x/r = K r-3/5t1/5
在扩散传质时除颗粒间接触面积增加外，颗粒中心距逼近的速率为 ⊿L/L0 = K1 r-6/5t2/5
烧结进入中期，颗粒开始粘结，颈部扩大，气孔由不规则形状逐渐变成由三个颗粒包围的圆柱形管道，气孔相互联通。科布尔(Coble)提出烧结体此时由众多个十四面体堆积而成的，Coble根据十四面体模型确定了烧结中期坯体气孔率(Pc)随烧结时间(t)变化的关系式:
式中 L为圆柱形空隙的长度，t为烧结时间，tf为烧结完成所需要的时间。
烧结进入后期，晶粒已明显长大，气孔己完全孤立，气孔位于四个晶粒包围的顶点。从十四面体模型来看，气孔已由圆柱形孔道收缩成位于十四面体的24个顶点处的孤立气孔。根据此模型Coble导出了烧结后期坯体气孔率（Pt）为：
大型烧结技术了解
2019-01-04 15:47:49
由于烧结机大型化适应了“资源高效使用”和“节能减排”的可持续发展需要，因此，大型烧结已经成为新世纪烧结技术发展的主流。为了充分发挥大型烧结机的诸多优势，注重大型烧结的操作技术具有重要意义。
一、控制与优化混合制粒参数。混合料制粒是烧结工艺的重要环节，其目的是通过混匀、加水润湿和制粒，得到成分均匀、粒度适宜、具有良好透气性的烧结混合料。太钢450m2烧结机采取了三段混合工序，设计之初即把强化制粒、改善烧结料层透气性这一问题纳入重点研究解决的工艺问题，同时兼顾系统的可靠性，取得了显著效果。
二、控制FeO含量。FeO含量过高，会影响铁酸钙粘结相的生成，使烧结矿强度和还原性降低;过低的FeO含量则会导致液相量不足而影响烧结矿强度。因此，需要根据原料结构和烧结操作制度把FeO含控制量在一个合理的范围。首钢京唐烧结的含铁原料由巴西赤铁矿粉和澳洲褐铁矿粉以及少量国内磁铁精粉组成，经过一段时间的生产实践，摸索到烧结矿FeO质量分数的合理水平，改善了烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能。
三、治理烧结系统漏风。由于烧结料层越厚，阻力越大，风箱负压越高，漏风率也相应增加，因此，有必要对烧结机滑道系统及机头、机尾密封板等部位进行优化设计，加强密封，改进台车、首尾风箱隔板、弹性滑道的结构;加强对整个抽风机系统的维护检修，及时堵漏风，将漏风率降至最低程度。同时，可通过跟踪烧结废气中O2含量的变化，随时掌握烧结系统漏风的实际情况。如宝钢2006年先后在3台烧结机投入运行了烧结烟气分析系统，及时地推断出烧结过程的漏风状况，有效治理烧结系统的漏风。
四、主抽风机节能操作。主抽风机是烧结生产中电耗最大的设备，为了保证烧结过程的完全，实践中主抽风机处于运行能力相对过剩的工况。为了最大限度地利用风量，减少能源浪费，应从生产操作控制途径出发，结合主抽风机实际工作状况，使烧结生产过程主抽风机风量的使用与实际生产状况相匹配，既使烧结气流分布趋于合理，又能节省电能，同时提高烧结矿产、质量。应制定烧结操作模式化控制制度，将机速范围、料层厚度、负压与主抽风门开度范围进行合理的、严格的匹配，保证风量与机速的最佳匹配。在优化制粒的基础上降低风门开度，实现高机速、厚料层、低风门、高负压的协同化。
五、烧结终点合理控制。烧结终点的控制直接关系到烧结矿各项物理、化学指标以及技术经济指标。烧结终点控制的主要目标是将烧结终点有效地控制在最优设定位置附近，同时保证烧结终点的稳定和整个烧结面积的合理有效利用。
烧结机鼓风烧结焙烧及工艺流程实例
2019-01-07 17:38:01
鼓风烧结对原料的适应性大，可处理高铅物料，烧结过程料层阻力小、透气性较均匀、烟气二氧化硫浓度较高，基本排除了炉料熔结而堵塞风箱和粘结蓖条的现象，故大大减轻了工人劳动强度和改善环境卫生条件，因而在目前的铅和铅锌烧结中被广泛应用。
烧结机面积大小是按脱硫强度确定的。鼓风烧结机的脱硫强度为0.8－2.1t／(m2·d)。我国设计和采用过的鼓风烧结机有21.5m2、24m2、28m2，45m2, 60m2， 70m2，110m2等规格。
为尽量提高鼓风烧结烟气的二氧化硫浓度，减少漏风，鼓风烧结机渐趋于大型化。在生产中采取返烟提浓，富氧空气烧结或抽取烟罩内二氧化硫浓度较高的部分烟气等办法；以满足制酸要求。
铅精矿与铅锌混合精矿烧结烙烧的一般工艺流程见图1。
图1 烧结机鼓风烧结焙烧一般工艺流程
图2至图7为铅精矿矿和铅锌混合精矿烧结工艺流程实例。
图2 沈冶铅精矿烧结工艺流程实例
1－胶带运输机；2－精矿仓；3－石英仓；4－石灰石仓；5－焦炭仓；
6－烟尘仓；7－返粉仓；8一圆简混合机；9－圆筒制粒机；
10－梭式布料机；11－点火炉；12－70m2烧结机；13－单辊破碎机；
14－振动给料机；15－双辊分级机；16－链板运输机；17－波纹辊破碎机；
18－平面辊破碎机；19－圆筒冷却机
图3 株冶铅精矿烧结工艺流程实例
1一胶带运输机；2－焦粉仓；3－水碎渣仓；4－石英仓；5－河沙仓；
6－铅精矿仓；7－返粉仓；8－圆盘给料机；9－电子皮带秤；
10－圆筒混合机；11－圆筒制粒机；12－回转式布料机；13－点火炉；
14－60m2烧结机；15－单辊破碎帆；16－振动给料机；17－齿辊破碎机；
18－链板运输机；19-双辊分级机；20－漏斗秤；21－链板运输机；
22－波纹辊碎机；23－平面辊破碎机； 24－圆筒冷却机
图4 韶冶铅锌精矿烧结工艺流程实例
1－烟尘仓；2－精矿仓；3－石灰石仓；4－返粉仓；5－电子皮带秤；
6－胶带输送机；7－圆筒混合机；8－圆筒制粒机；9一梭式布料机；
10－点火炉；11－110m2烧结机；12－单辊破碎机；13－齿辊破碎机；
14－固定条筛；15－中间仓；16-变速振动给料机；17－波纹辊破碎机；
18－圆筒冷却机；19－平面辊破碎机；20－链板输送机
图5 科克尔－克里克冶炼厂铅锌烧结工艺流程
1－料仓；2－运输机；3－分料器；4－圆盘棍合机；5－分料器；
6－圆筒混合机；7－给料机； 8－点火炉；9－94m2烧结机；
10－风帆；11－单轴玻碎机；12－齿辊破碎机；13－筛子；
14－冷却盘；15－平辊破碎机；16－烧结矿料仓；17－返粉料仓
图6 杜依斯堡冶炼厂铅锌烧结工艺流程
1－精矿料仓；2－返粉料仓；3－锤磨机；4－给料机；5－皮带秤；
6－电磁分离器；7－原料仓；5－返粉仓；9－电子皮带秤；
10－熔剂仓；11－过滤机；12－圆筒混合机；13－滤袋收尘收尘器；
14－链斗输送机；15－点火炉；16－73m2烧结机；17－单辊破玻碎机；
l8－条筛；19－给料机；20－筛分溜槽；21－齿辊破碎机；
22－三辊破碎机；23－平面辊破碎机；24－圆筒冷却机；
25－收尘器；26－搅拌器；27－烧结矿料
图7 卡布韦冶炼厂铅锌烧结工艺流程图
1一配料仓；2一蓝粉过滤机；3一圆筒混合机；4一水分探测器；
5－圆盘给料机；6－点火炉；7－2×28.5m2烧结机；8－破碎机；
9－筛子；10－波纹辊破碎机；11－烧结矿料仓；12－圆筒冷却机；
13－平面辊破碎机；14－旋风除尘器；15－冷却塔；16－电收尘器；
17－搅拌槽；18－烟囱
烧结技术大揭秘
2019-01-03 09:36:39
特种陶瓷的主要制备工艺过程包括坯料制备、成型和烧结三步。在成型工艺完成后，烧结可以控制晶粒的生长，对材料的使用性能影响至关重大。到目前为止，陶瓷烧结技术一直是人们不断突破的领域。
特种陶瓷烧结原理烧结是指成型后的坯体在高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递，气孔排除，体积收缩，强度提高、逐渐变成具有一定的几何形状和坚固烧结体的致密化过程。在宏观和微观上对烧结现象进行观察，可以看到宏观上，烧结后的产物体积收缩，致密度提高，强度增加。微观上，气孔形状改变，晶体长大，成份变化(掺杂元素)。按照烧结过程中的变化，主要将烧结分为以下阶段：
1.烧结前期阶段
①粘结剂等的脱除：如石蜡在250~400℃全部汽化挥发。
②随着烧结温度升高。原子扩散加剧，空隙缩小，颗粒间由点接触转变为面接触，空隙缩小，连通孔隙变得封闭，并孤立分布。
③小颗粒率先出现晶界，晶界移动，晶粒变大。
2.烧结后期阶段
①孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处，使孔隙逐渐消除。
②晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。
陶瓷烧结主要可分为固相烧结和液相烧结，并分别对应着不同的反应机理。液相烧结的反应机理可简单归纳为熔化、重排、溶解-沉淀、气孔排除;按照烧结体的结构特征，将固相烧结机理划分为3个阶段：烧结初期、烧结中期和烧结后期。
固相烧结示意图烧结前期：在烧结初期，颗粒相互靠近，不同颗粒间接触点通过物质扩散和坯体收缩形成颈部。在这个阶段，颗粒内的晶粒不发生变化，颗粒的外形基本保持不变。
烧结中期：烧结颈部开始长大，原子向颗粒结合面迁移，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络。该阶段烧结体的密度和强度都增加。
烧结后期：一般当烧结体密度达到90%，烧结就进入烧结后期。此时，大多数孔隙被分隔，晶界上的物质继续向气孔扩散、填充，随着致密化继续进行，晶粒也继续长大。这个阶段烧结体主要通过小孔隙的消失和孔隙数量的减少来实现收缩，收缩缓慢。
特种陶瓷烧结方法
人们根据不同的依据分别对陶瓷的烧结方法进行分类，其特点及适用范围如下：
陶瓷烧结方法简介影响烧结的因素
1.粉末颗粒度
细颗粒增加烧结推动力，缩短原子扩散距离，提高颗粒在液相中的溶解度，导致烧结过程加速，但是过细的颗粒容易吸附大量气体，妨碍颗粒间的接触，阻碍烧结，因此必须根据烧结条件合理的选择粒度。
2.外加剂的作用
固相烧结中，外加剂可通过增加缺陷促进烧结;液相烧结中，外加剂可通过改变液相的性质来促进烧结。
3.烧结温度和时间
提高烧结温度对固相扩散等传质有利，但过高的温度会促使二次结晶，使材料性能恶化。烧结的低温阶段以表面扩散为主，高温阶段以体积扩散为主，低温烧结时间过长对致密化不利，是材料的性能变坏，因此通常采用高温短时烧结提高材料的致密度。
4.烧结气氛
在空气中烧结，会使晶体生成空位、造成缺陷，所以烧结不同的基体材料要对气氛进行选择。而气氛对烧结的影响又十分复杂。一般材料如TiO2、BeO、Al2O3等，在还原气氛中烧结，氧可以直接从晶体表面逸出，形成缺陷结构，从而利于烧结;非氧化物陶瓷，由于在高温下易被氧化，因而在氮气及惰性气体中进行烧结;PZT陶瓷，为防止Pb的挥发，要求加气氛片或气氛粉体进行密闭烧结。
5.成型压力
坯体的成型压力也对材料的性能影响至关重要。成型压力越大，坯体中颗粒接触的越紧密，烧结时扩散阻力越小;过高的成型压力又会是粉料发生脆性断裂，不利于烧结。
铅和铅锌烧结技术操作条件－富氧鼓风烧结
2019-01-07 17:38:01
采用富氧鼓风烧结对提高单位生产能力和烟气二氧化硫浓度是一项有效措施、效果是肯定的。但须详细研究炉料的物理化学性质与采用富氧的关系，才能发挥富氧鼓风的效果。根据国外生产情况，铅富氧烧结时，控制氧浓度最好为22.5％～24%；氧浓度超过24%时，烧结块含硫量高，脱硫率、烟气SO2浓度和单位烧结能力也都下阵。铅锌富氧烧结的浓度一般为21.5％～24％，鼓入第2～5号风箱。富氧鼓风烧结后，烧结机脱硫强度可提高15％～20%，烧结成品烟气中SO2浓度约提高0.5%。
烧结机尾部烟罩的通风烟气含SO20.1％～0.5%，含氧为19％～20%。出于对环境保护的考虑，应将这部分烟气返回烧结取代新鲜空气。但由于含氧低，故最好配入工业氧使氧含量达到21％以上，以利于烧结过程的进行。
表1为鼓风中富氧浓度变化与烧结主要工艺指标的关系。鼓风含氧
％含硫，％台车速度m/min富氧单耗m3/t混合料烧结块生产能率％混合料烧结块烧结块硫酸盐硫217.22.1851.181.3071810021～22.57.391.821.371.3579511522.5～237.081.891.201.3576611523～23.56.971.841.291.3778111723.5～246.851.981.161.3778511724～257.452.131.371.27815108.5鼓风含氧％脱硫强度t/（m2·d）烟气SO2浓度％烧结块强度（＋10mm）烧结块软化温度，℃脱硫率％开始最终211.2665.2985.89845103580.021～22.51.946.2090.8855102889.922.5～231.776.7591.5842101088.723～23.51.786.8090.2865100288.923.5～241.656.6092.184098287.524～251.686.3093.784294487.5
钨钢-钨钢烧结成型
2019-05-30 18:44:06
钨钢，含钨的钢材 。钨钢制品中约含钨18%，钨钢归于硬质合金，又称之为钨钛合金。硬度为维氏10K，仅次于钻石。正因如此，钨钢的产品（常见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。 常用于车床刀具、冲击钻钻头、钨钢玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚固不怕退火，但质脆。归于稀有金属之列。钨钢烧结成型 钨钢烧结成型便是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到必定温度（烧结温度），并坚持必定的时刻（保温时刻），然后冷却下来，然后得到所需功能的钨钢材料。 钨钢烧结进程能够分为四个根本阶段： 1：脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发作如下改动： 成型剂的脱除，烧结初期跟着温度的升高，成型剂逐步分化或汽化，扫除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的品种、数量以及烧结技术的不同而改动。 粉末表面氧化物被复原，在烧结温度下，氢能够复原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反响还不激烈。粉末颗粒间的接触应力逐步消除，粘结金属粉末开端发作回复和再结晶，表面分散开端发作，压块强度有所进步。 2：固相烧结阶段（800℃--共晶温度） 在呈现液相曾经的温度下，除了继续进行上一阶段所发作的进程外，固相反响和分散加重，塑性活动增强，烧结体呈现显着的缩短。 3：液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度） 当烧结体呈现液相今后，缩短很快完结，接着发作结晶改变，构成合金的根本安排和结构。 4：冷却阶段（烧结温度--室温） 在这一阶段，钨钢的安排和相成分随冷却条件的不同而发作某些改动，能够使用这一特色，对钨钢进行热处理以进步其物理机械功能。
铅和铅锌鼓风烧结技术操作条件-烧结培烧
2019-01-07 17:38:04
一、料层厚度
鼓风烧结分成二次铺料，第一次铺料为点火料层一般为25～40mm，第二次铺料为主料层一般为150～360mm，因此总料层为180～400mm。生产中一次料层变化不大，而主要是调节二次料层的厚度来适应原料的变化。当混合料含铅与硫较低、熔结温度较高时取较大值，反之则取较小值。
二、台车速度
烧结机台车的速度一般不宜过大，以减轻台车与密封装置的磨损。为此，大型烧结机应尽量加大宽度，这样可减少烧结机周边漏风率。通常台车速度为600～1800mm／min。
台车速度与加料量,料层总厚度、烧结机宽度等因素有关，其计算公式如下：
V＝Q/60Bhγ
式中V－台车速度，m/min；
Q－加入物料量，t/h；
B－台车宽度，m；
h－料层总厚度，m;
γ－物料堆积密度，t/ m3；一般为1.8～2.2。
生产中台车速度还必须与主料层厚度、垂直烧结速度相适应。当台车行进到鼓风烧结段最后一个风箱上时，应完成整个烧结过程，料层烧穿。常说的烧穿点，应位于鼓风烧结段与返烟段交接处附近。
料层垂直烧结所需时间与台车走完烧结所需段所播时间应相等，其关系式如下：
L＝V(h/V0)
式中L－鼓风烧结段长度（即烧穿点），m；
V－台车速度，m/min；
H－主料层厚度，mm；
V0－垂直烧结速度，mm/min,通过试验测定或取类似工厂数据，一般为10～20。
为便于调节台车速度，控制烧结过程的技术条件，烧结机应采用无级调速传动机构。
三、风压及温度
（一） 风量
当其他条件一定时，通过鼓风烧结料层的风量与烧结机的产量成正比。鼓风烧结所需空气量可根据冶金计算确定，也可根据生产实践选取，通常鼓风烧结的鼓风强度为15～30m3（m2·min），为了提高烟气SO2浓度，在稳定各项生产技术指标的前提下尽可能取下限。因为，当烟罩内压力相同时。SO2浓度与单位炉料鼓风量有关，例如每吨炉料消耗470m3新鲜空气时，SO2浓度4.6%；430m3时为5.2%；350m3时为5.5％～6.0%。当然SO2浓度也与烟罩内的压力有关，亦即与烟罩漏风率有关。为减少漏风，烧结机的长宽比一般为9～15。
（二）风压
鼓风机风压一般为3000～6000Pa。为便于调节和控制烧结过程，通常设1～2台新鲜空气风机。当选用2台风机时，常在烧结段前段设1台新鲜空气风机，烧结段后段设另1台新鲜空气风机。返烟段采用耐高温的返烟风机，由于管道系统阻力和料层阻力大，故风机压力应取上限。
（三）温度鼓风箱温度一般不高，返烟段最高只达300℃左右。但烧结料面上烟罩内温度却变化较大。从前到后温度逐渐增高，返烟段可高达500～600℃。国外有的工厂（例如澳大利亚科克尔－克里克厂）将返烟高温段烟罩（大约为烟罩总长的1/3)做成夹套，通入空气冷却，产生的热风温度达270℃左右，并返回点火炉使用，这样既延长了烟罩寿命，又充分利用了废热。
表1为株冶铅鼓风烧结供风系统操作数据实例。
表1 株冶60m2铅鼓风烧结机供风系统操作数据实例风机鼓风强度m3/（m2·min）风箱压力
Pa风箱温度℃对应烟罩内温度℃烟气SO2浓度％点火吸风机吸风强度50～55600～100080～150点火炉800～950≤11＃新鲜空气机18～202500～4000常温100～250 2＃新鲜空风机19.5～20.53000～400035～50250～350 返烟风机19～292500～3500200～250350～5001～2主风机14～16.30～50 200～2503～3.5
表2为韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例。
表2 韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例风机风箱号风箱温度
℃风箱压力Pa鼓风强度
m3/（m2·min）料面上部烟气温度，℃SO2浓度，％点火吸风机060～80900～150017～201000～11000.3～0.71＃新鲜
空气风机1常温2500～400020～2560～100 2常温2600～410017～2070～1101.932＃新鲜
空气风机3常温2500～400016～2075～1104.104常温2600～420016～20110～1404.835常温2600～420020～25150～2527.306常温2200～350016～20200～3007.831＃返烟风机780～1202900～450016～20250～4507.3880～1202400～420016～20300～5006.35980～1202400～420016～20400～6006.02＃返烟风机10150～2502500～420015～20350～5506.011150～2502500～420015～20350～500 12150～2502500～420015～20350～500 13150～2502500～420015～20350～5002.5214150～2502500～420015～20350～450
注：1＃返烟风机烟气成分：SO20.3％～0.5%，O219％～20%。2#返烟风机烟气成分：SO21.9％～2.2％。 O211％～14%。出口总管烟气成分：5O24.5％～6.5%， SO20.01％～0.02％，O212％～15％。H2O12％～15％。含尘15～25g/m3。
表3为科克尔－克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例。
表3 科克尔－克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例风机风箱号温度℃风箱压力Pa供风强度m3·/（m2·min）SO2浓度％点火吸风机吸风箱8087315.222.01＃新鲜空气风机1252000～250014.23 22300～300014.2332800～330016.592＃新鲜空气机4 2500～280017.55 5 2500～280016.592＃新鲜空气机6252500～280016.59 72000～230019.0581000～150016.919750～125011.8810500～75010.27返烟风机11300500～75013.592～312500～75013.2713500～7505.99 总烟道270 12.096～7
注：点火吸风箱3.35m2，每个鼓风箱面积为5.95m2。
四、鼓风制度
鼓风烧结烟气中的SO2浓度，主要取决于合理的鼓风制度，适当的供风量和正常的烧结过程。烧结不好不但不能产出合格的烧结块，而且难以获得符合制酸要求的烟气。鼓风制度有两种：单纯鼓风烧结和鼓风返烟烧结。
（一）单纯鼓风烧结
在单纯鼓风烧结中，要获得符合制酸要求的烟气有两种方法：其一是仅抽取中部鼓风箱上方SO2浓度较高的部分烟气用于制酸，而头、尾部低浓度烟气则放空，这种方法已不符合环保要求。其二是严格地控制鼓风量和烧结过程的终点，使烧结成品烟气中的SO2浓度能达到制酸要求。这种做法要求炉料透气性必须保持均匀而稳定，尾部烧穿点不能剧烈地前后移动。如努瓦耶勒－高道特工厂控制鼓风强度为16～20m3/(m2·min)，实现了单纯鼓风烧结烟气制酸，烟气SO2浓度仅比一般返烟提浓法低0.5%。
（二）鼓风返烟烧结
在正常的烧结过程中，点火烟气、烧结机尾部烟气中SO2浓度较低，仅0.3％～2%，含O217％～19%。
返烟烧结就是将这部分低浓度SO2烟气返回通过烧结机后段烧结层，以充分利用这部分烟气中的O2和提高其中SO2浓度，从而最终达到提高烧结成品烟气SO2浓度的目的。
返烟鼓风烧结风量，根据经验分配如下：以成品烟气量为Q，新鲜空气量为0.8Q，点火吸风烟气量为0.2Q，返烟量根据浓度变化，通常波动于0.3～0.7Q之间。但生产上有逐渐降低返烟量的趋向，返烟管道内的烟气温度约150～350℃，SO2浓度在2.0%左右。成品烟气温度180～350℃，SO2浓度3.5％～6.5%。
鼓风返烟烧结鼓风制度实例见图l至图6。
图1 60m2铅烧结机返烟提浓系统图
图2 70m2铅烧结机返烟提浓系统图
图3 110m2铅锌烧结机返烟提浓系统图
图4 埃文茅斯冶炼厂4＃炉铅锌烧结机返烟提浓系统图
图5 科克尔－克里克冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图
图6 杜依斯堡冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图
单纯鼓风烧结鼓风制度实例见图7。
图7 努瓦耶勒－高道特冶炼厂铅锌烧结机单纯鼓风系统图
细粒含铅物料的烧结
2019-02-20 09:02:00
把再生质料加工成粗铅的根本火法冶金方法是鼓风炉熔炼和电炉熔炼。很少选用反射炉及回转炉熔炼。鼓风炉熔炼顺畅运转的必要条件是预先将细粒（—20）毫米造团。在铅的冶金中，为此意图，一般选用高温下的烧结方法。这个进程在直线型的烧结机上完结。烧结物料可由质料和再生料组成或由带返料添加剂的再生料组成。
细粒级物料的首要成分是废铅蓄电池拆解下来的粉料、氧化铅皮、除尘设备的残渣、铅膏、油土、出产锌的含铅滤渣等。
依据出产自熔的烧结块的条件，来装备烧结炉料。再生物料与硫化物组分的一同烧结，按图1所列的工艺流程完结。
有必要确保自熔烧结块的出产，炉料的成分一般有原生和再生质料的硫化物和氧化物、铁熔剂和石灰石。
返料率高是自熔烧结块的杰出特色。实际上，返料率占炉料总量的65～70%。炉猜中硫化物中硫的含量不该大于6.5～8.0%。含硫量更高会导致放热添加和炉料成分提早烧化，使下一道金属硫化物氯化发作因难。不能彻底除掉熔炼炉猜中的硫，因而导致硫化物相铅的丢失并下降铅转入粗铅的回收率。
在烧结工艺进程中选用在1000～1100℃温度下在氧化环境中加热炉料的方法完结除硫。
硫化物的氧化按下列反响进行：
MeS＋2O2←→MeSO4 (1)
MeS＋1.5O2←→MeO＋SO2 (2)
高价硫化物的离解是或许的，其离解产品是气态硫。硫的蒸气在氧存鄙人氧化生成SO2。金属的硫酸盐离解伴跟着三氧化硫（硫酐SO3）分出：
MeSO4←→MeO＋SO3 (3)
图1 含铅物料烧结设备流程图
1-含铅物料的料场；2-熔剂料场；3-料斗式配料场；4-颚式破碎机；
5-圆锥形破碎机；6-振动筛；7-圆盘制粒机；8-烧结机；
9-单辊齿式粉碎机；10-提升机；11-旋风除尘器；12-四辊粉碎机。
依据反响式171～173，气相含有O2、SO2、SO3，它们之间的联系用可逆反响断定：
2SO2＋O2←→2SO3 （4）
这个反响的平衡常数是：
K平=P2SO3／（P2SO3·PO2） （5）
气相中氧的分压力能够用下式断定：PO2=（PSO3）21 （6）PSO2K平 通过分析Pb-S-O体系热力学状况图（2），能够用气相氧化才能和温度的函数计算出铅在熔烧炉猜中存在的方式。
图2 Pb-S-O体系热力学状况图[next]
PbS和PbSO4两种固相的热力学安稳状况的特色是温度低于700℃。平衡条件下用线1反映。跟着温度的升高，高于700℃，硫酸铅离解：
PbSO4←→PbO＋SO3 （7）
这个反响的平衡条件件用线2标明。在温度高出700℃时，反响发展为：
PbS＋1.5O2←→PbO＋SO2 （8）
铅的硫化物安稳性低于线3；生成的氧化铅高于线3，但低于线2。
A点（700℃）邻近或许发作硫酸铅和硫化铅的固相交互效果：
PbS＋3PbSO4←→4PbO＋4SO2 （9）
高出886℃氧化铅熔化并发作热离解（线4）。依据线5，坚持硫化铅持续氧化反响的平衡条件，生成金属铅：
PbS＋O2←→Pb液＋SO2 （10）
B点（低于886℃）邻近发作硫化铅和氧化铅的固相交互效果：
PbS固＋2PbO固←→3Pb液＋SO2 （11）
固相交互效果的强化可从SO2平衡分压力值高（在800℃时为13.3千帕，在850℃时为101千帕）这一点上得到证明。
从所进行的分析能够看出，在温度低于700℃时，热力学安稳的硫化铅氧化产品是硫酸铅；在较高的温度条件下，氧化铅安稳。
生成氧化铅的必要条件是在焙烧气（PSO3）气中SO3的浓度较低，因而，金属硫酸盐离解效果的压力用不等式标明：
（PSO3）气＜（PSO3）硫
因而，再生铅质料的碎料烧结焙烧（与硫化物料一同）的本质在于通过炉料激烈吸收空气和快速使硫化物氧化。在氧化时发作的含硫气体马上排去，在相当程度上排除了硫酸盐的发作。
烧结焙烧的现有实践确保脱硫率为75～85%，其他的硫含量不高于1.5～2.0%。在硫化物氧化时放出热，其热量满足工艺天然。在硫化物缺乏时，应往炉猜中添加焦炭末。其耗量1千克相当于硫化物中的硫在2千克以内。
正确安排炉料烧结进程的重要因素是使用熔剂。熔剂的粒度不大于8毫米，每1吨制品烧结块耗费熔剂23～24%。
石灰石、含铁和含石英的物料用作调温熔剂。熔剂促进炉料别离，吸收剩余的热，确保杰出的透气性。
石灰石在910℃下跟着吸热而发作离解。铁矿石与烧结炉猜中含石英的熔剂一同，具有调温特性，可使后续鼓风熔剂中得到所规则成分的炉渣。[next]
在烧结中生成的首要液相是。它在750℃下开端熔化：
2PbO＋SiO2=2PbO·SiO2 (12)
PbSO4＋SiO2=PbO·SiO2＋SO2＋0.5O2 (13)
相同，在这种温度下构成亚铁酸铅：
PbSO4＋Fe2O3=PbO·Fe2O3＋SO2＋0.5O2 (14)
PbO＋Fe2O3=PbO·Fe2O3 (15)
在更高的温度下，亚铁酸铅-硅酸盐溶体溶解游离的铅和铁的氧化物。当冷却时，从熔体中结晶出和亚铁酸铅，而大部分熔体冷凝为玻璃体。
焙烧炉烧结炉猜中铅的最佳含量应坚持在35～40%的水平上。含铅量较高导致许多铅在烧结中呈金属和氧化物状况呈现。这时，铅随气体丢失添加。此外，金属铅或许熔化，此熔化铅经烧结篦进入抽气室，就会下降烧结块的强度并添加铅的损耗。用参加占粗炉料200～250%的回来烧结料的方法来确保炉炒中铅的规则含量。这时，炉料的透气性增高。
为了到达最好的烧结技能和经济目标，要要使炉料含水达6～8%。水蒸腾后将进步炉料的多孔性，起到调温效果。
不含原生料的再生物料的碎料团的特征是其化学成分和相组成与硫化铅精矿略为不同。在蓄电池碎块和再生铅物猜中，铅是以氧化物和硫酸盐化合物的方式存在。用x射线和化学分析断定在再生质猜中有20多种化合物。除了铅外，其间还有ZnO、Sb2O5、Al2O3、SnO2、CaO、FeO、有机物和其它化合物。
表1列出了送“乌克兰铁锌厂”去烧结的再生铅物料的化学成分。
表1 再生铅物料的化学成分（%）再生物料PbSbSnFeOCaOSiO2Al2O3Cl其它铅渣65～920.5～100.1～1.02～42～105～162～60.5～1.00.25收尘渣泥50～6000.5～1.20.5～2.52～41～23～62～412～165～12渣和硫13～350.5～2.50.2～0.64～123～610～163～51.0～2.01～6铅膏30～750.1～0.50.1～0.83～44～66～122～40.5～2.02～6防潮油土1～100.1～0.5—1～31～314～186～8——
烧结炉猜中仅再生物料就有：含铅质料细粒30～35%；黄铁矿渣7～12%；氢氧化钙5～8%；回来烧结块30～40%；水碎渣10～15%；焦末2～2.5%。炉料通过造球可进步透气性并削减液相的生成。为了防止铅熔化，炉猜中铅的含量坚持在25～35%。
在再生物料烧结时，炉料的烧结根本上是靠燃料焚烧时发作的热来进行。M.M.塔拉先科的A.E.古里耶夫所进行的研讨标明，再生铅质料烧结进程进行所需求的热量，考虑到炉料含水量高而且其间存在氯化物和有机杂质，比原生料多50%。在烧结时，氯化物转入气相达20～50%，杂质转入气相达35%。这两种物质接着在烟道中冷凝。在烧结烟气中氯的含量达25%，有机杂质的含量达20%。
焦粉的粒度及其耗量对烧结成果有影响。跟着焦粉的磨细，其耗量就下降，烧结料层的温度就上升。此刻烧结块的强度与料层温度成正比。合格烧结块的产出率与温度的相关联系如下：
q=0.634t （16）
式中，q----合格烧结块的产出率（%）；t----烧结料层中的温度。
在焦粉粒度为2.5～0毫米时，可得到更好的烧结目标。
小钛棒滤芯
